DE2057699B2 - Building heating controller with external sensors - has series pairs of temp. sensors and comparison resistors in parallel arms of Wheatstone bridge - Google Patents

Building heating controller with external sensors - has series pairs of temp. sensors and comparison resistors in parallel arms of Wheatstone bridge

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Abstract

A building temp. control device with a comparison circuit arrangement contg. an exterior wall (weather) temp. sensor (5), a solar ray incidence temp. sensor (9), and an input temp. sensor (15), uses temp. dependent resistance sensors. The temp. sensors (5, 9, 15) are connected in series with comparison resistors (18, 20, 19). The series pairs of temp. sensors and comparison resistors are connected in parallel as arms of a Wheatstone bridge. A potentiometer (21) joins two junctions of the pairs (9, 20; 5, 18). Its output is connected via a further potentiometer to the input sensor (15) junction. The second potentiometer output (14) and that (13) of the third potentiometer (16) in the fixed arm are the comparison circuit outputs.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vorrichtung zur Heizungsregelung für Gebäude mit einer Vergleicher-Schaltungsanordnung, die einen Gebäudeaußenwand-Temperaturgeber (Witterungsgeber), einen weiteren Temperaturgeber zur Erfassung der Sonneneinstrahlung und einen Vorlauf-Temperaturgeber enthält, wobei alle Geber von Widerständen mit temperaturabhängigem Widerstandswert gebildet sind.The invention relates to a device for heating control for buildings with a comparator circuit arrangement, the one building outer wall temperature sensor (weather sensor), another temperature sensor for recording the solar radiation and contains a flow temperature transmitter, all transmitters of resistors with temperature-dependent Resistance value are formed.

Für die »witterungsabhängige« Heizungsregulierung in Gebäuden hast sich die Erfassung der Außenwandtemperatur des Gebäudes bewährt, welche weitestgehend die Gesamtheit der Witterungseinflüsse (Außenlufttemperatur, Wind, Feuchtigkeit usw.) repräsentiert. Dazu wird ein entsprechend konstruierter - z. B. mit einem Heißleiter als temperaturempfindlichem Element bestückter - Geber (»Witterungsgeber«) an der Gebäudeaußenwand so installiert, daß er zum Teil in das Gebäude-Mauerwerk eingelassen angebracht ist, damit der gesamte Geber die Temperatur der Gebäudeaußenwand annehmen kann. Das Gehäusematerial ist zweckmäßig so gewählt, daß seine Wärmeleitfähigkeit und Wärmekapazität denen des Mauerwerkes nahekommt. Der Geber ist so ausgebildet, daß sein Heißleiter gegen unmittelbare Sonnenstrahlung abgeschirmt ist.For the "weather-dependent" heating regulation in buildings, the recording of the outside wall temperature has proven itself of the building, which largely reflects the entirety of the weather (Outside air temperature, wind, humidity, etc.). For this purpose, a correspondingly constructed - e.g. B. equipped with an NTC thermistor as a temperature-sensitive element - sensor ("weather sensor") installed on the outside wall of the building so that it is partially embedded in the masonry of the building is attached so that the entire transmitter can accept the temperature of the building's outer wall. That Housing material is expediently chosen so that its thermal conductivity and heat capacity are those of the Masonry comes close. The transmitter is designed so that its thermistor protects against direct solar radiation is shielded.

Der Heißleiter des bekannten Gebers ist Bestandteil einer den Vergleicher eines Heizungsreglers darstellenden Widerstandsbrücke, wie sie in Fig. 1 angedeutet ist. Der Heizungsregler selbst zur witterungsabhängigen Beeinflussung der Heizungsvcriauftemperatui ist in seinen Einzelheiten nicht näher dargestellt. In Fig. 1 bedeutenThe thermistor of the known transmitter is part of a comparator of a heating controller Resistance bridge, as indicated in FIG. 1. The heating controller itself for weather-dependent Influencing the heating temperature is not shown in detail. In Fig. 1 mean

11,12 Klemmen, an die die Brückenspeisespannung angelegt ist.11, 12 terminals to which the bridge supply voltage is applied.

13,14 Klemmen, an die der Regelverstärkereingang angeschlossen ist
5 Außenwandtemperaturgeber
15 Vorlauftemperaturgeber (nicht dargestellt) 13,14 terminals to which the control amplifier input is connected
5 external wall temperature sensors
15 flow temperature sensor (not shown)

16 Nullpunktpotentiometer16 zero point potentiometer

17 Potentiometer zur Einstellung der Steilheit 17 potentiometer for setting the slope

18,19 Vergleichswiderstände.
Die Funktion geht aus folgenden Überlegungen hervor:18.19 equivalent resistances.
The function is based on the following considerations:

Es sei sowohl Vorlauftemperatur und Gebäude-Außenwandtemperatur 20°, wobei die Widerstandswerte derart ausgelegt seien, daß in diesem Falle 5 den gleichen Wert wie 18 sowie 15 den gleichen Wert wie 19 annimmt. Ferner sei 16 auf Mitte eingestellt. Dann ist das Brückenausgangssignal Null, und es erfolgt keine Verstellung des Vorlauftemperatur-Regelventils (nicht dargestellt). Sinkt die Außenwandtemperatur, wird der Geber 5 hochohmiger. DamitLet both the flow temperature and the building's outer wall temperature be 20 °, with the resistance values be designed in such a way that in this case 5 has the same value as 18 and 15 the same value as 19 assumes. Furthermore, let 16 be set to the middle. Then the bridge output is zero and it occurs no adjustment of the flow temperature control valve (not shown). If the outside wall temperature drops, the encoder 5 becomes higher resistance. In order to

wieder Brückengleichgewicht entsteht, muß der Regler derart eingreifen, daß der Geber 15 niederohmiger wird, was eine Erhöhung der Vorlauftemperatur bedeutet. Der Grad der Wirksamkeit (Steilheit) ist am Potentiometer 17 einstellbar: wird der Schleifer nachOnce the bridge equilibrium arises, the controller must intervene in such a way that the transmitter 15 has a lower resistance which means an increase in the flow temperature. The degree of effectiveness (steepness) is am Potentiometer 17 adjustable: the grinder is after

JO rechts bewegt, ist der Einfluß der Außentemperatur gering bzw. umgekehrt. Es kann die Zuordnung der beiden Temperaturen zueinander in ein Diagramm nach Fig. 2 eingetragen werden, wobei die entstehende Kennlinie als »Heizkurve« bezeichnet wird.JO moved to the right is the influence of the outside temperature low or vice versa. It can be the assignment of the two temperatures to each other in a diagram can be entered according to Fig. 2, whereby the resulting characteristic is referred to as the "heating curve".

J5 Die strichlierten Linien deuten dabei die Verstellbarkeit ihrer Steilheit an. Hierbei bedeutet AT: Außenwandtemperatur, VT: Vorlauftemperatur.J5 The dashed lines indicate the adjustability their steepness. Here AT means: outside wall temperature, VT: flow temperature.

Bei größeren Gebäuden, insbesondere solchen mit großen Fensterflächen tritt beim Einsetzen von Son-In larger buildings, especially those with large window areas, the use of sun

nenstrahlung schnell ein Überheizen der beschienenen Räume ein, bevor auf Grund der ansteigenden Außenwandtemperaturen - was durch die große thermische Trägheit des Mauerwerkes nur stark verzögert geschieht - ein Herunterregeln der Vorlauftemperatür erfolgt. Soll dies berücksichtigt werden, muß daher für den Heizungsregler außer dem »Witterungsgeber« noch ein weiterer für Sonneneinstrahlung empfindlicher Geber geringer Trägheit vorgesehen werden, der eine Absenkung der Vorlauftemperatur bewirkt. Derexternal radiation quickly overheating of the illuminated rooms before due to the increasing Outside wall temperatures - which is only significantly delayed due to the great thermal inertia of the masonry happens - the flow temperature is turned down. If this is to be taken into account, then for the heating controller, in addition to the "weather transmitter", there is another one that is more sensitive to solar radiation A low inertia transmitter can be provided, which causes the flow temperature to be reduced. Of the

so Grad dieser Absenkung muß zwecks Anpassung an die Gebäudekonstruktion einstellbar sein. Es sind Geräte auf dem Markt, die diese Aufgabe durch die Verwendung besonderer opto-elektronischer Geber (Photowiderstand hinter Glasfenster) oder opto-ther-so degree of this lowering has to be done in order to adapt to the building construction can be adjustable. There are devices on the market that accomplish this task through the Use of special opto-electronic encoders (photoresistor behind glass windows) or opto-thermal

mischer Geber (Heißleiter hinter Glasfenster) verwirklichen, wobei oft am Geber eine mechanische Einstellmöglichkeit (verstellbare Blende etc.) für die Festlegung des zur Wirkung kommenden Signalanteiles entsprechend der Gebäudekonstruktion vorgesehen ist. Dazu gehören dann entsprechende separate Brückenschaltungen, deren Ausgangssignal dem Signal des eigentlichen witterungsabhängigen Vergleichers überlagert wird.Realize mixer encoder (thermistor behind glass window), often a mechanical one on the encoder Setting option (adjustable aperture, etc.) for determining the signal component that comes into effect is provided according to the building construction. Corresponding separate ones belong to this Bridge circuits whose output signal corresponds to the signal of the actual weather-dependent comparator is superimposed.

Es liegt demgegenüber jedoch nahe, nach Mögliches keit zwei weitestgehend gleichartig aufgebaute Geber einzusetzen, einen gegen die unmittelbare Sonneneinstrahlung abgeschirmten »Witterungsgeber« sowie einen weitestgehend analog ausgeführten Geber, der alsOn the other hand, however, it is obvious that, if possible, two encoders of largely identical design use a "weather transmitter" shielded from direct sunlight and a largely analogue encoder, which is available as

»Sonneneinstrahlungs-Geber« natürlich nicht gegen die Einstrahlung abgeschirmt ist.The »solar radiation transmitter« is of course not shielded from the radiation.

Der Erfindung Hegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur Heizungsregelung für Gebäude vorzuschlagen, mit der sich der Einfluß der Witterung und der Sonneneinstrahlung über jeweils einen Geber schaltungstechnisch mit verhältnismäßig wenig Aufwand berücksichtigen läßt.The invention has the object of providing a To propose a device for heating control for buildings, with the influence of the weather and the solar radiation via one encoder each with relatively little effort in terms of circuitry can be taken into account.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist eine Vorrichtung der eingangs beschriebenen Art erfindungsgemäß i() derart ausgebildet, daß die Temperaturgeber in Reihe mit jeweils einem Vergleichswiderstand in parallel zueinander angeordneten Zweigen einer Widerstandsbrückenschaltung liegen, daß zwischen dem gemeinsamen Schaltungspunkt des weiteren Gebers und des '5 mit ihm in Reihe liegenden Vergleichswiderstandes und dem gemeinsamen Schaltungspunkt des Witterungsgebers und des mit ihm in Reihe liependen Vergleichswiderstandes ein Potentiometer angeordnet ist, dessen einstellbarer Abgriff über ein weiteres Poten- 2(1 tiometer an den gemeinsamen Schaltungspunkt von Vorlauf-Temperaturgeber und von dem mit ihm in Reihe liegenden Vergleichswiderstand angeschlossen ist, und daß der einstellbare Abgriff des weiteren Potentiometers einen Ausgang der Vergleicher-Schaltungsanordnung bildet, deren anderer Ausgang von einem Abgriff eines Widerstandes in einem zusätzlichen Brückenzweig mit Festwiderständen gebildet ist.To solve this problem, a device of the type described at the outset is designed according to the invention in such a way that the temperature sensors are in series with a reference resistor in parallel branches of a resistance bridge circuit that between the common circuit point of the further transmitter and the ' 5 with it a potentiometer is arranged in series lying comparison resistor and the common node of the weather sensor and the Liepe in concert with it in series comparison resistance, the adjustable tap of a further po- 2 (1 tiometer to the common circuit point of flow temperature sensors and from the in series with it lying comparison resistor is connected, and that the adjustable tap of the further potentiometer forms an output of the comparator circuit arrangement, the other output of a tap of a resistor in an additional bridge branch with fixed resistors gebil det is.

Zur Erläuterung der Erfindung ist in Fig. 3 ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung dargestellt.To explain the invention, FIG. 3 shows an exemplary embodiment of the device according to the invention shown.

Die dargestellte Vorrichtung weist zusätzlich zu der Anordnung nach Fig. 1 einen sonnenstrahlungsempfindlichen Geber 9 und einen VergleichswiderstandThe device shown has, in addition to the arrangement according to FIG. 1, a solar radiation sensitive Encoder 9 and a comparison resistor

20 sowie ein Einstellpotentiometer 21 auf. Steht dessen Schleifer ganz rechts, ist der Einfluß des Sonnenempfindlichen Zweiges fast Null, und es liegen die Verhältnisse wie bei Fig. 1 erklärt vor. Wird der Schleifer des Potentiometers 21 nach links gestellt, ist der Geber 9 überwiegend wirksam, der außer dem Witterungssignal noch ein von der Sonneneinstrahlung abhängiges Signal liefert. An dem Potentiometer20 and an adjustment potentiometer 21. If its grinder is on the far right, the influence of the sun-sensitive is Branch almost zero, and the relationships are as explained in FIG. 1. Will the Slider of the potentiometer 21 put to the left, the transmitter 9 is mainly effective, the except Weather signal still supplies a signal that is dependent on solar radiation. On the potentiometer

21 läßt sich also der Grad des Sonneneinflusses einstellen, um die Regelung an die Gebäudekonstruktion anzupassen.21 the degree of the sun's influence can be adjusted in order to adjust the control to the building structure adapt.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (1)

Patentanspruch:Claim: Vorrichtung zur Heizungsregelung für Gebäude mit einer Vergleicher-Schaltungsanordnung, die einen Gebäudeaußenwand-Temperaturgeber (Witterungsgeber), einen weiteren Temperaturgeber zur Erfassung der Sonneneinstrahlung und einen Vorlauf-Temperaturgeber enthält, wobei alle Geber von Widerständen mit temperaturabhängigem Widerstandswert gebildet sind, dadurch gekennzeichnet, daß die Temperaturgeber (5; 9; 15) in Reihe mit jeweils einem Vergleichswiderstand (18; 20; 19) in parallel zueinander angeordneten Zweigen einer Widerstandsbrückenschaltung liegen, daß zwischen dem gemeinsamen Schaltungspunkt des weiteren Gebers (9) und des mit ihm in Reihe liegenden Vergleichswiderstandes (20) und dem gemeinsamen Schaltungspunkt des Witterungsgebers (5) und des mit ihm in Reihe liegenden Vergleichswiderstandes (18) ein Potentiometer (21) angeordnet ist, dessen einstellbarer Abgriff über ein weiteres Potentiometer (17) an den gemeinsamen Schaltungspunkt von Vorlauf-Temperaturgeber (15) und von dem mit ihm in Reihe liegenden Vergleichswiderstand (19) angeschlossen ist, und daß der einstellbare Abgriff des weiteren Potentiometers (17) einen Ausgang (14) der Vergleicher-Schaltungsanordnung bildet, deren anderer Ausgang (13) von einem Abgriff eines Widerstandes (16) in einem zusätzlichen Brückenzweig mit Festwiderständen gebildet isi.Device for heating control for buildings with a comparator circuit arrangement that has a building exterior wall temperature sensor (Weather sensor), another temperature sensor for recording solar radiation and contains a flow temperature sensor, all sensors of resistors with temperature-dependent Resistance value are formed, characterized in that the temperature sensors (5; 9; 15) in series with one each Comparative resistance (18; 20; 19) in branches of a resistance bridge circuit arranged parallel to one another lie that between the common circuit point of the further transmitter (9) and the comparison resistor lying in series with it (20) and the common connection point of the weather sensor (5) and the comparison resistor in series with it (18) a potentiometer (21) is arranged, the adjustable tap of which is via a further potentiometer (17) to the common connection point of the flow temperature sensor (15) and of the comparison resistor in series with it (19) is connected, and that the adjustable tap of the further potentiometer (17) forms an output (14) of the comparator circuit arrangement, the other output of which (13) from a tap of a resistor (16) in an additional bridge branch with Fixed resistors formed isi.
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